2002 Fiscal Year Annual Research Report

N末端法則を用いたジペプチドによる筋内ユビキチン蛋白質分解系の制御とその臨床応用

Research Project

Project/Area Number	13670065
Research Institution	The University of Tokushima
Principal Investigator	二川健徳島大学, 医学部, 助手 (20263824)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	柴原進味の素(株), 栄養健康科学研究班, 主任研究員六反一仁徳島大学, 医学部, 助教授 (10230898) 岸恭一徳島大学, 医学部, 教授 (80035435)
Keywords	ユビキチン化システム / ジペプチド / L6細胞 / 酸化ストレス / 廃用性筋萎縮
Research Abstract	申請者らは、宇宙開発事業団との共同研究で、無重力や寝たきりなどの廃用性筋萎縮では、ユビキチン-プロテアソーム依存性の筋蛋白質分解が重要な働きをしていることを見出した(FASEB J.)。経口投与したいくつかのアミノ酸、なかでもシステインがラット筋蛋白質のユビキチン化を抑制し、尾部懸垂による筋萎縮の予防に有効であることもわかった(Biol. Chem.)。さらに、最近、酵母菌においてジペプチドがユビキチン化システムの重要な制御因子であることが報告された。以上の知見をもとに、哺乳動物においてユビキチン化システムの抑制に最も有効なジペプチドを発見し、それを用いて廃用性筋萎縮を予防しうる新しい食事の開発を目指した。宇宙フライトの模擬モデルである尾部懸垂はラット骨格筋の後肢に酸化ストレスを誘導するので、ラット横紋筋由来のL6細胞に過酸化水素を処理し誘導される筋蛋白質のユビキチン化に対するジペプチドの効果を検討した。L6細胞に0.5mMの過酸化水素を処理すると、分子量23kDaや37kDaの蛋白質など多くの低分子量の蛋白質が主にユビキチン化された。それらは蛋白質染色ではほとんど染色されなかったことより筋肉に多量に存在する構成蛋白質ではなく、核内転写因子などの生理活性蛋白質である可能性が示唆された。その上で、過酸化水素添加前に3時間、10mMの15種類のジペプチドをそれぞれ処理すると、Ala-XとAla-Yのジペプチドに興味深い効果がみられた。前者は過酸化水素によるユビキチン化を抑制する傾向にあり、逆に後者はそのユビキチン化を亢進した。なかでも分子量37kDaの蛋白質のユビキチン化に対するこれらジペプチドの抑制効果と賦活効果がそれぞれ著しかった。この蛋白質をマイクロシークエンス法で同定するとLactate Dehydrogenase (LDH)であった。これらの結果より、酸化ストレスは解糖系酵素をモノユビキチン化することにより、筋肉の糖代謝を阻害しうることと、あるジペプチドはその阻害された代謝を改善するのに有効であることがわかった。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Ikemoto M et al.: "Cysteine supplementation prevents unweighting-induced ubiquitination in association with redox regulation in rat skeletal muscle"Biol. Chem.. 383(3-4). 715-721 (2002)
[Publications] Nikawa T et al.: "A cysteine protease inhibitor prevents suspension-induced declines in bone weight and strength in rats"J. Phys. Anthr.. 21(1). 51-57 (2002)
[Publications] Nikawa T et al.: "Effects of Soy Protein Diet on Exercise-Induced Muscle Protein Catabolism in Rats"Nutrition. 18(6). 490-495 (2002)
[Publications] Nikawa T et al.: "Impaired vitamin A-mediated mucosal IgA response in IL-5 receptor-knockout mice"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 285(2). 546-549 (2001)
[Publications] Ikemoto M et al.: "Space shuttle flight (STS-90) enhances degradation of rat myosin heavy chain in association with activation of ubiquitin-proteasome pathway"FASEB J.. 15(7). 1279-1281 (2001)
[Publications] Nikawa T et al.: "Interleukin-1β enhances retinoic acid-mediated expression of bone-type alkaline phosphatase in rat IEC-6 cells"Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol.. 280(3). G510-G517 (2001)
[Publications] 二川健: "「管理栄養士養成施設校・新カリキュラム対応教科書シリーズ:人体の構造と機能(仮題)」(高野康夫編)"科学同人. 10 (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

N末端法則を用いたジペプチドによる筋内ユビキチン蛋白質分解系の制御とその臨床応用

Principal Investigator

二川 健 徳島大学, 医学部, 助手 (20263824)

Research Products

[Publications] Ikemoto M et al.: "Cysteine supplementation prevents unweighting-induced ubiquitination in association with redox regulation in rat skeletal muscle"Biol. Chem.. 383(3-4). 715-721 (2002)

[Publications] Nikawa T et al.: "A cysteine protease inhibitor prevents suspension-induced declines in bone weight and strength in rats"J. Phys. Anthr.. 21(1). 51-57 (2002)

[Publications] Nikawa T et al.: "Effects of Soy Protein Diet on Exercise-Induced Muscle Protein Catabolism in Rats"Nutrition. 18(6). 490-495 (2002)

[Publications] Nikawa T et al.: "Impaired vitamin A-mediated mucosal IgA response in IL-5 receptor-knockout mice"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 285(2). 546-549 (2001)

[Publications] Ikemoto M et al.: "Space shuttle flight (STS-90) enhances degradation of rat myosin heavy chain in association with activation of ubiquitin-proteasome pathway"FASEB J.. 15(7). 1279-1281 (2001)

[Publications] Nikawa T et al.: "Interleukin-1β enhances retinoic acid-mediated expression of bone-type alkaline phosphatase in rat IEC-6 cells"Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol.. 280(3). G510-G517 (2001)

[Publications] 二川 健: "「管理栄養士養成施設校・新カリキュラム対応教科書シリーズ:人体の構造と機能(仮題)」(高野康夫編)"科学同人. 10 (2003)

二川健徳島大学, 医学部, 助手 (20263824)

[Publications] 二川健: "「管理栄養士養成施設校・新カリキュラム対応教科書シリーズ:人体の構造と機能(仮題)」(高野康夫編)"科学同人. 10 (2003)